基于14443-A协议适用于NFC防伪方案的NFC基带IP设计

摘要

NFC(Near Field Communication，近距离无线通信技术)是一种由射频识别技术（RFID）及互联技术演变而来的短距离无线通信技术。由于成本低廉、方便易用、且易于集成加密功能，NFC被越来越多的应用于智能手机，实现移动支付功能。目前，各大手机品牌都搭载了NFC技术，NFC相关应用开发得到广泛关注。另一方面，随着科技进步，造假技术也在不断提高，造假成本逐渐降低，线上交易增加了假冒伪劣商品进入市场的渠道，规范化的防伪管理系统亟需建立。基于以上两点，本论文提出了一种基于NFC的防伪方案，并重点对适用于该方案的NFC基带IP进行了设计，以供NFC防伪标签设计使用。本文所提出的NFC防伪方案，结合了手机NFC功能、NFC防伪标签以及后台数据管理系统，具有安全性高、便于管理、方便快捷等优点，非常适合建立完整的防伪体系。
　　本论文首先提出了NFC防伪方案，详细阐述了防伪方案工作流程，在对SM3密码杂凑算法进行扩展的基础上，将其应用于NFC防伪方案中，并根据NFC防伪方案的具体要求，对NFC基带IP进行了功能定义及模块划分；其次，分析了14443-A协议，并进行了基于14443-A协议的NFC基带IP设计，使其满足14443-A协议和NFC防伪方案要求；最后利用单片机对NFC防伪方案可行性进行了评估，证明了该方案具有可实现性，并借助EDA工具对所设计的NFC基带IP整体功能及各模块关键技术进行了验证及物理实现。
　　设计中采用了控制初始化状态跳转、动态刷新解码、地址屏蔽操作、门控时钟等措施来保证满足NFC防伪方案的要求，并在充分考虑面积和功耗两个指标的基础上完成了基带的RTL设计并采用NC-Verilog进行仿真。设计基于smic0.18um工艺，采用Design Compiler进行逻辑综合、Cadence EDI进行物理实现以及Calibre进行DRC/LVS验证。所设计的基带电路，综合后功耗为29.84uw，面积67925um2，布线完成后IP整体面积为115324.2367um2，逻辑功能正确，满足NFC防伪方案的要求。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状及趋势

1.3研究内容和研究成果

1.4论文组织结构

第二章 NFC工作原理及14443-A协议解析

2.1 NFC近场通信技术介绍

2.2 ISO/IEC 14443-A通信协议解析

2.3小结

第三章 NFC防伪方案设计及NFC基带功能制定

3.1 NFC防伪方案设计

3.2 NFC基带IP功能定制

3.3小结

第四章 NFC基带IP设计

4.1 NFC基带IP设计规划

4.2存储器模型说明

4.3时钟规划

4.4 NFC基带IP各块设计

4.5小结

第五章 NFC防伪方案及NFC 基带IP的实现与验证

5.1防伪方案预评估可行性

5.2仿真验证

5.3综合

5.4物理实现

5.5板级标签开发板设计

5.6小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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